Dass Menschen sich bei einer Party mit Musik im Hintergrund unterhalten können, stellt Wissenschaftler vor ein Rätsel. Sie bezeichnen es als das "Cocktail-Party-Problem". Bislang versteht nämlich noch niemand so richtig, warum wir in der Lage sind, im Stimmengewirr einer lauten Party die einzelne Stimme unseres Gesprächspartners herauszuhören. Am Zentrum für Neurowissenschaften der New York Universität untersucht Josh McDermott das Phänomen:
"Ein wichtiger Aspekt beim Cocktail-Party-Problem besteht darin, dass wir vor allem die Laute gut voneinander trennen können, die wir auch kennen. Wir hören das Herunterfallen einer Flasche aus den anderen Küchengeräuschen heraus. Es fällt uns auch leichter, bei einer Cocktail-Party einem Gesprächspartner zuzuhören, wenn wir seine Stimme kennen oder zumindest sein Akzent uns vertraut ist. Wir wissen also, dass unser Vorwissen zu bestimmten Lauten bei dem Cocktail-Party-Problem eine Rolle spielt. Unbekannt war aber bislang, wie wichtig es tatsächlich für die Lösung des Problems ist."
Der amerikanische Neurowissenschaftler wollte herauszufinden, wie Menschen mit dem Cocktail-Party-Problem fertig werden, wenn sie es mit völlig unbekannten Geräuschen zu tun haben. Dazu erzeugte er am Computer künstliche Laute, die er dann miteinander mischte.
"Wir haben Zuhörern eine Mischung von zwei dieser Geräusche vorgespielt. Dann spielten wir ihnen einen einzelnen Laut vor und fragten sie, ob dieses Geräusch in der Mischung vorkam."
Mischung und Einzellaut kamen bei diesem Experiment kurz hintereinander.
"Praktisch sah dass dann aber so aus, dass diese Aufgabe viel zu schwierig war. Unsere Versuchsteilnehmer haben einfach geraten."
In einem weiteren Experiment machte Josh McDermott seinen Versuchspersonen es dann etwas leichter. Er spielte ihnen denselben Laut mehrmals hintereinander in verschiedenen Mischungen vor.
"Wir haben unseren Versuchspersonen dann mehrere Mischungen vorgespielt. Ein Laut kam in jeder der Mischungen vor, er war aber jeweils mit einem anderen Geräusch vermischt. Dann spielten wir den Versuchspersonen wieder einen einzelnen Laut vor und sie mussten sagen, ob er in den Mischungen vorkam oder nicht. Diesmal haben die Leute nicht geraten, sie konnten die Laute ziemlich gut voneinander trennen."
Bis zu zehn verschiedene Mischungen spielte der amerikanische Forscher den Studienteilnehmern vor. Direkt danach kam dann der einzelne Laut, und tatsächlich ist es sehr leicht, herauszuhören, ob er in allen Mischungen vorkommt oder nicht. Das hörte sich dann so an. Die Mischungen und das Zielgeräusch am Ende werden schnell nacheinander abgespielt.
Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen: Das Cocktail-Party-Problem kann vom menschlichen Hörsystem also auch mit völlig fremden Lauten gelöst werden, wenn diese Laute häufiger wiederholt werden. Das Prinzip der Wiederholung hat sich die Natur schon immer zunutze gemacht.
"Wenn man sich die Rufe vieler Tierarten anschaut, dann fällt auf, dass auch sie häufig aus ungezählten Wiederholungen bestehen. Sie setzen sich aus einer kurzen Lautfolge zusammen, die vier, fünf mal wiederholt wird. Das ist exakt die Art von Signal, bei der sich das Erkennen durch Wiederholung bewährt. Viele Tiere haben sich das zunutze gemacht, und so sind ihre Rufe beispielsweise vor dem Hintergrundgeräuschen eines Regenwaldes gut zu hören."
Auch am heimischen Froschteich bewährt sich immer wieder dieselbe alte Leier.
Von den Fröschen und natürlich auch von den Studienergebnissen Josh McDermotts können übrigens auch Spracherkennungsprogramme etwas lernen. Denn auch sie versagen gewöhnlich in einer lauten – womöglich vielstimmigen – Umgebung. In Zukunft könnte man so einer Software vielleicht beibringen, gezielt nach sich wiederholenden Mustern in einer Stimme zu suchen. Denn genau wie die Frösche – nur etwas versteckter und komplizierter – finden sich auch in der menschlichen Stimme und Sprache einige Wiederholungen.
"Ein wichtiger Aspekt beim Cocktail-Party-Problem besteht darin, dass wir vor allem die Laute gut voneinander trennen können, die wir auch kennen. Wir hören das Herunterfallen einer Flasche aus den anderen Küchengeräuschen heraus. Es fällt uns auch leichter, bei einer Cocktail-Party einem Gesprächspartner zuzuhören, wenn wir seine Stimme kennen oder zumindest sein Akzent uns vertraut ist. Wir wissen also, dass unser Vorwissen zu bestimmten Lauten bei dem Cocktail-Party-Problem eine Rolle spielt. Unbekannt war aber bislang, wie wichtig es tatsächlich für die Lösung des Problems ist."
Der amerikanische Neurowissenschaftler wollte herauszufinden, wie Menschen mit dem Cocktail-Party-Problem fertig werden, wenn sie es mit völlig unbekannten Geräuschen zu tun haben. Dazu erzeugte er am Computer künstliche Laute, die er dann miteinander mischte.
"Wir haben Zuhörern eine Mischung von zwei dieser Geräusche vorgespielt. Dann spielten wir ihnen einen einzelnen Laut vor und fragten sie, ob dieses Geräusch in der Mischung vorkam."
Mischung und Einzellaut kamen bei diesem Experiment kurz hintereinander.
"Praktisch sah dass dann aber so aus, dass diese Aufgabe viel zu schwierig war. Unsere Versuchsteilnehmer haben einfach geraten."
In einem weiteren Experiment machte Josh McDermott seinen Versuchspersonen es dann etwas leichter. Er spielte ihnen denselben Laut mehrmals hintereinander in verschiedenen Mischungen vor.
"Wir haben unseren Versuchspersonen dann mehrere Mischungen vorgespielt. Ein Laut kam in jeder der Mischungen vor, er war aber jeweils mit einem anderen Geräusch vermischt. Dann spielten wir den Versuchspersonen wieder einen einzelnen Laut vor und sie mussten sagen, ob er in den Mischungen vorkam oder nicht. Diesmal haben die Leute nicht geraten, sie konnten die Laute ziemlich gut voneinander trennen."
Bis zu zehn verschiedene Mischungen spielte der amerikanische Forscher den Studienteilnehmern vor. Direkt danach kam dann der einzelne Laut, und tatsächlich ist es sehr leicht, herauszuhören, ob er in allen Mischungen vorkommt oder nicht. Das hörte sich dann so an. Die Mischungen und das Zielgeräusch am Ende werden schnell nacheinander abgespielt.
Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen: Das Cocktail-Party-Problem kann vom menschlichen Hörsystem also auch mit völlig fremden Lauten gelöst werden, wenn diese Laute häufiger wiederholt werden. Das Prinzip der Wiederholung hat sich die Natur schon immer zunutze gemacht.
"Wenn man sich die Rufe vieler Tierarten anschaut, dann fällt auf, dass auch sie häufig aus ungezählten Wiederholungen bestehen. Sie setzen sich aus einer kurzen Lautfolge zusammen, die vier, fünf mal wiederholt wird. Das ist exakt die Art von Signal, bei der sich das Erkennen durch Wiederholung bewährt. Viele Tiere haben sich das zunutze gemacht, und so sind ihre Rufe beispielsweise vor dem Hintergrundgeräuschen eines Regenwaldes gut zu hören."
Auch am heimischen Froschteich bewährt sich immer wieder dieselbe alte Leier.
Von den Fröschen und natürlich auch von den Studienergebnissen Josh McDermotts können übrigens auch Spracherkennungsprogramme etwas lernen. Denn auch sie versagen gewöhnlich in einer lauten – womöglich vielstimmigen – Umgebung. In Zukunft könnte man so einer Software vielleicht beibringen, gezielt nach sich wiederholenden Mustern in einer Stimme zu suchen. Denn genau wie die Frösche – nur etwas versteckter und komplizierter – finden sich auch in der menschlichen Stimme und Sprache einige Wiederholungen.